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2023电力行业多旋翼无人机竞赛
10,025
多选题

多旋翼无人机要实现在悬停中向右偏航,不同螺旋桨应如何变化?( )。

A
逆时针桨減速
B
逆时针桨加速
C
顺时针桨加速
D
顺时针桨減速

答案解析

正确答案:BD

解析:

**解析:** 多旋翼无人机(以常见的四旋翼为例)的偏航运动(Yaw,即绕垂直轴旋转)是通过改变不同旋转方向螺旋桨的转速,利用反扭矩不平衡来实现的。 1. **基本原理:反扭矩效应** * 根据牛顿第三定律,电机驱动螺旋桨旋转时,机身会受到一个与螺旋桨旋转方向相反的反扭矩。 * 通常,多旋翼无人机配置为两对螺旋桨:一对顺时针(CW)旋转,一对逆时针(CCW)旋转。 * 在悬停状态下,顺时针螺旋桨产生的反扭矩与逆时针螺旋桨产生的反扭矩相互抵消,机身保持静止不旋转。 2. **实现向右偏航(Right Yaw)** * “向右偏航”通常指机头向右转动(顺时针方向旋转,从上方俯视)。 * 要使机身顺时针旋转,需要增加逆时针方向的反扭矩,或者减小顺时针方向的反扭矩,从而打破平衡,产生一个净的顺时针力矩。 * **方法一:增加逆时针螺旋桨的转速。** 逆时针螺旋桨加速,其产生的升力增加,同时其反扭矩(顺时针方向作用于机身?不,逆时针桨产生逆时针角动量,机身受到顺时针反扭矩?这里需要仔细理清方向)。 * 让我们重新梳理: * 螺旋桨逆时针(CCW)旋转 -> 产生向上的升力 -> 机身受到顺时针(CW)的反扭矩。 * 螺旋桨顺时针(CW)旋转 -> 产生向上的升力 -> 机身受到逆时针(CCW)的反扭矩。 * *更正标准定义*:通常我们说“逆时针桨”是指螺旋桨本身逆时针旋转。根据角动量守恒,如果螺旋桨逆时针加速旋转,机身会倾向于顺时针旋转(反作用力矩)。 * 因此,若要机身向右(顺时针)偏航: * 需要增强使机身顺时针转动的力矩。 * 使机身顺时针转动的力矩来自**逆时针旋转的螺旋桨**的反扭矩。 * 所以,**逆时针螺旋桨加速**,会使机身受到更大的顺时针反扭矩,导致机身向右偏航。 * 同时,为了保持总升力不变(维持悬停高度),通常需要**顺时针螺旋桨减速**。顺时针螺旋桨减速,其产生的逆时针反扭矩减小,这也相对增强了净顺时针力矩,有助于机身向右偏航。 3. **选项分析:** * **A. 逆时针桨减速**:逆时针桨减速,其产生的顺时针反扭矩减小,机身会向左(逆时针)偏航。错误。 * **B. 逆时针桨加速**:逆时针桨加速,其产生的顺时针反扭矩增大,推动机身向右(顺时针)偏航。正确。 * **C. 顺时针桨加速**:顺时针桨加速,其产生的逆时针反扭矩增大,推动机身向左(逆时针)偏航。错误。 * **D. 顺时针桨减速**:顺时针桨减速,其产生的逆时针反扭矩减小,相对而言顺时针反扭矩占优,推动机身向右(顺时针)偏航。正确。 4. **结论:** 要实现向右偏航,可以通过**逆时针螺旋桨加速**(B)或**顺时针螺旋桨减速**(D)来实现。在实际飞控中,通常会组合使用:逆时针桨加速,顺时针桨减速,这样既能产生偏航力矩,又能通过调整幅度来尽量保持总升力平衡。 因此,正确答案是 **B、D**。

相关知识点:

多旋翼悬停右偏航,逆减顺加桨

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